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阿霉素脂质体的制备及抗肿瘤活性研究

2023-01-12 来源:独旅网
2015年 4月 第36卷 第2期 首都医科大学学报 Journal of Capital Medical University Apr.2015 VoL 36 No.2 [doi:10.3969/j.issn.1006-7795.2015.02.001] ・纳米制剂研究・ 阿霉素脂质体的制备及抗肿瘤活性研究 李飞阳 崔纯莹 王玉记 吴建辉 (1.首都医科大学化学生物学与药学院药剂学系,北京100069;2.首都医科大学化学生物学与药学院药物化学系, 北京100069) 【摘要】 目的开发一种新型阿霉素脂质体制剂。方法采用膜分散法制备阿霉素脂质体;采用噻唑蓝比色法(MTF法)考察 阿霉索和阿霉素脂质体对5种人类肿瘤细胞株增生的抑制作用;以荷S180小鼠为模型,考察阿霉素和阿霉素脂质体的抗肿瘤活 性。结果膜分散法适用于制备阿霉素脂质体,其平均包封率高于95%;阿霉素制备成脂质体仍具备抑制肿瘤细胞株增生活 性,并呈现时间依赖关系;动物实验表明,阿霉素脂质体的抗肿瘤活性比阿霉素强,毒性比阿霉素低。结论脂质体包封率高,简便易行,重现性好,并且显示了较好的抗肿瘤活性。 【关键词】 阿霉素脂质体;肿瘤细胞增生;释放曲线;抗肿瘤活性 【中图分类号】R 965.1 此法制备的阿霉素 Preparation and antitumor activity of a novel liposome of doxorubicin Li Feiyang ,Cui Chunying ,Wang Yuji ,Wu Jianhui (1.Department of Pharmacy,School of Chemical Biology arrd Pharmaceutcial Sciences,Capital Medical University,Bering 100069, China;2.Department of Medicinal Chemistry,School of Chemical Biology and Pharmaceutical Sciences,Capital Medical University, Beijing 100069,China) 【Abstract】 Objective To develop a novel preparation of liposomal doxorubicin.Methods The liposome was prepared by dispersion ilfm assay,loaded doxorubiein by ammonium sulfate gradient method,the anti—proliferation activities of doxorubicin liposome and doxorubicin against cancer cells evaluated by MTr assay and the antitumor activities of doxorubiein liposome and doxorubiein on S1 80 mouse model were measured.Results The doxombicin liposome encapsulation efficiency was more than 96.3%at diferent time points. Doxorubiein liposome effectively inhibited the proliferation of carcinoma cells.The in vivo anti—tumor activity and toxicity of doxorubiein liposome were significantly higher and lower than that of doxorubiein,respectively.Conclusion The method is practicable to prepare doxorubiein liposome having good antitumor potency in vivo. 【Key words】doxorubiein liposome;cytotoxicity;releasing curve;anti—tumor activity in vivo 阿霉素(doxorubicin,DOX)是由放线菌的发酵液 肿瘤药物阿霉素包封于脂质体中。考察在各介质中 中提取的重要的氨基糖苷类抗肿瘤药物,广泛用于治 DOX的释放能力,并评价抗肿瘤活性,为进一步研究 疗血液系统癌症、实体瘤和肉瘤¨J。阿霉素是明确的 脂质体剂型积累实验基础。 DNA嵌插剂,通过芳香平面结构嵌入到DNA双螺旋 结构的碱基对之间,抑制DNA拓扑异构酶II,终止 观遗传反常 J。由于心脏毒性大,阿霉素的临床剂量 1材料和方法 DNA转录 J。此外,阿霉素还可导致DNA损伤和表 1.1材料与仪器 DOX(浙江海正药业股份有限公司);DMEM培 one公司,美国);胎牛血清(Gibco公司,美 与疗效也大受限制。脂质体作为药物输送系统,具有 养基(HyCl改善药物的药代动力学、体内分布和降低毒性的优 国);卵磷脂、胆固醇、DPPC、DOPE、DSPE-PEG2000、 点。文献 报道蒽环霉素脂质体包封率高,治疗原发 四甲基偶氮唑盐(Mar)、二甲基亚砜(DMSO)(Sigma 性和转移性乳腺癌的活性好、心脏毒性低。本文将抗 公司,美国);其他试剂均为分析纯。肿瘤细胞MCF一 基金项目:“十二五”重大新药创制科技重大专项(2011ZX09302-007-01)。This study was supported by Significant New Drugs Creation Plan Special Science and Technology Major(2011ZX09302-007-01). Corresponding author.E-mail:wujianhui01@126.toni 网络出版时间:2O15一o4—10 08:42网络出版地址:http:∥www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20150410.0842.009.html 158 首都医科大学学报 第36卷 7、A375、HepG2、SYHY5Y、Hela(由中国医学科学肿瘤 发/发射波长,测定荧光光谱,并绘制荧光标准曲线。 细胞库购进,自行传代,中国);Transwell培养板(聚碳 2)DOX脂质体体外释放和血浆稳定性:取2 mL. 酸酯膜,96孔,Costar公司,美国);Sepharose G50(Sig— DOX脂质体放入透析袋内两头夹紧,置于35 mL pH ma公司,美国);透析袋(MW 12 000-14 000)(Sigma 为7.4或6.8的PBS缓冲液中透析。并于37℃的恒 公司,美国);孔径分别为0.8 m、0.45 Ixm、0.2 m 温振荡器中振荡(140 r/min),于1、2、4、6、12、24、48、 的聚碳酯膜(Whatman公司,美国);Microplate Read. 72 h取5 mL透析液i贝0定荧光强度,计算DOX脂质体 er、酶标仪、UV-2200PC荧光分光光度计(尤尼可公 的累积释放量。 司,日本);聚碳酯膜过滤器(Millipore公司,美国)。 1.2方法 1.2.1 DOX脂质体的制备 采用经典的薄膜分散法制备空白DOX脂质体。 分别称取处方量的20 mmol卵磷脂、29 mmol胆固醇、 10 mmol DPPC、40 mmol DOPE和1 mmol PEG,置于茄 瓶中加入适量氯仿溶解。超声30 S使其充分混合均 匀。用旋转蒸发仪减压浓缩除去氯仿,经40℃真空干 燥过夜。加入适量250 mmoL/L硫酸铵溶液将脂膜水 化。充氮气,在5O℃水浴中温育、超声。采用硫酸铵 梯度法载人DOX,取脂质体悬浮液10 mL置于透析袋 中,在磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4,2L)中进行透析。脂 质体囊泡经过聚碳酯膜(膜孔直径分别为0.8 txm、0.45 xIm、0.2 m)依次挤压后形成带有硫酸铵梯度的空白 单室脂质体。在调节至10 mg/mL的空白脂质体中逐 滴加入含1 mg/mL DOX的水溶液,使药脂比为10:1, 混匀,水浴40℃孵育20 rain,即得DOX脂质体。 1.2.2 DOX脂质体表征与包封率 取制备的DOX脂质体用激光粒度测定仪测定其 粒径分布和Zeta电位。测定温度为25℃,平衡时间 为9 min,介质折光率为1.347 1,黏度为1.148 mPas。 取0.2 mL脂质体加于Sephadex G50凝胶柱顶部, 用水洗脱,流速0.67 mL/min,收集脂质体部分洗脱液, 每管洗脱液用10%(体积分数)曲拉通定容至5 mL,采 用荧光分光光度法测量DOX浓度。根据DOX脂质体 的洗脱曲线,计算包封率。包封率(%)=(上柱后脂质 体中DOX量/上柱前脂质体中DOX量)xlO0%。 1.2.3 DOX脂质体体外释放及血浆稳定性 1)DOX荧光标准曲线:精密称取DOX标准品10 mg,置于100 mL量瓶中,加PBS溶解并定容至刻度, 即得浓度为100 g/mL的DOX标准储备液。精密吸 取0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0 mL DOX标准储 备液加至10 mL容量瓶中,PBS定容至10 mL,混匀即 得浓度为1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、40.0和60.0 g/ mL的DOX标准液。以Ex/Em(470 nm/594 nm)为激 取小鼠血浆适量,离心取上清,标记相应时间点, 在1 mL的血清中加入100 mL脂质体0.1 mL和 同等量的DOX溶液,放置于37℃中。在相应时间点 终止反应,测定其荧光强度。 1.2.4 DOX脂质体抗肿瘤细胞增生活性测定(MTF 法)[ ] 将对数生长期的人肝癌细胞HepG:、人宫颈癌细 胞HeLa、黑色素瘤细胞A375、人乳腺癌细胞MCF-7 和人神经母细胞瘤细胞SHSY5Y细胞按每孔3 000~ 4 000个接种于96孔板中,4~6 h后分别加入不同终 浓度的DOX和DOX脂质体,每组设6复孔,在37℃, 5%CO:条件下培养24、48、72 h后,每孔加入25 Mrr(5 m ̄/mL)继续培养,4 h后吸掉上清液,每孔加 入150 L DMSO,在490 nm波长下检测每孑L吸光度 (A)值。计算细胞增生抑制率。 细胞抑制率%=(1一实验组A值/对照组A值)X 100%。采用回归方程式分别求出5株细胞对DOX 游离药和DOX脂质体的半数抑制浓度(IC轴)值,以上 过程重复3次。 1.2.5测定DOX与DOX脂质体抗肿瘤活性 1)荷S180肿瘤小鼠模型:取腹腔接种S180腹水瘤 第8天的ICR小鼠,乙醚麻醉后脱颈椎处死,用75%乙醇 消毒后置于超净台内,用镊子夹起腹部中线偏右的皮肤 并剪一小口至可见乳白色腹水流出。将吸管由开口处轻 轻插入腹腔吸出腹水,1 000 r/min离心5 min。弃去上清 液后,残留物加9 mL灭菌0.9%氯化钠注射液,吹打均匀 后,1 000 r/min离心5 min,弃去上清液。向试管底部的 乳白色胶状物中加9 mL灭菌0.9%氯化钠注射液,用吸 管轻轻吹气,使瘤细胞均匀分散。经台盼兰染液于显微 镜下计算活细胞的个数。将原液中的存活瘤细胞稀释成 1.5x10 +/mE,用于接种。用2%碘酒棉球和75%乙醇 棉球在小鼠右侧腋下消毒,并注入0.2 mL瘤细胞液,缓 缓抽出针头。按此方法给每只ICR种小鼠接种后采用数 字表法随机分组(每组15只),放入动物室饲养。 2)给药方法:于接种第2天开始按照如下给药方 160 首都医科大学学报 第36卷 表1 DOX和DOX脂质体对肿瘤细胞增生的抑制作用 Tab.1 Anti-proliferation activities of DOX and DOX liposome against cancer cells DOX:doxorubicin;ICso:50%inhibitory concentrahon・ 脂质体缓慢释放DOX不会降低DOX的疗效,却会降 为95%以上,1个月内的泄漏率小于5%。体外释放 低DOX的毒性。 度实验表明DOX脂质体有一定的缓释作用。虽然 从心指数指标上看,2 Ixmol/kg D0X组经24 h给DOX从透析袋释放速度快,4 h就已经释放了90%, 药后,心指数与0.9%氯化钠注射液组差异有统计学 而DOX脂质体释放速度较慢,12 h才释放85%。血 意义(P<0.01),而DOX脂质体(2 Ixmol/kg,24 h)与 浆稳定性实验表明,DOX脂质体可以稳定存在于小鼠 0.9%氯化钠注射液组比较差异无统计学意义,说明 血浆,12 h释放度不足30%。在¥180小鼠模型上, DOX有明显的心脏毒性,将DOX制备成脂质体后心DOX脂质体的抗肿瘤活性略高于DOX本身,毒性则 脏体质量比无明显变化,表明有效地降低了心脏毒 明显低于DOX。 I】士{羊同事 ~ 表2 DOX和DOX脂质体的抗肿瘤活性 。 4参考文献~ 、 Tab.2 The anti-tumor activiites of DOX and DoX liposome [1] [No authors listed].Martindale:The Complete Drug Ref- erence Brayfield Alison(Ed)Martindale:The Complete Drug Reference£459 4。688pp Pharmaceutical Press 9780857111395 0857111396[Formula:see text][J]. Emerg Nurse,2014,22(5):12. [2]Pommier Y,Leo E,Zhang H,et a1.DNA topoisomerases and their poisoning by anticancer and antibacterial drugs NS:normal saline;n=15, P<0.01 NS group;A P<0.05 [J].Chem Biol,2010,17(5):421-433. ▲▲P<0.01 2 I ̄mol/kg 48 h interval DOX;DOX:doxorubicin [3]Pang B,Qiao x,Janssen L,et a1.Drug—induced histone e— 表3 DOX和DOX脂质体对心脏指数的影响 viction from open chromatin contributes to the chemothera— Tab.3 The heart indexes effect of D0X and DOX liposome (n=15) peutic effects of doxorubicin[J].Nat Commun,2013,4: 1908-1908. [4]Lao J,Madani J,Pu&tolas T,et a1.Liposomal Doxorubi— cin in the treatment of breast cancer patients:a review[J]. J Drug Deliv,2013,2013:456409. [5]Wang Y,Kang G,Liu J,et a1.Novel potassium N一[(2S, 3R,4R,5R)-2,3,4,5,6-pentahydroxylhex一1一y1]一L—amino acid dichloroplatinates(II)with high anti—tumor activity and NS:normal saline; P<0.01 NS group;DOX:doxorubicin low side reaction[J].Metallomics,2012,4(5):441-447. 3讨论 [6]Li S,Wang Y,Zhao M,et a1.BPIC:A novel anti-tumor lead capable of inhibiting inflammation and scavenging free 本研究采用硫酸铵梯度法制备得到了DOX脂质 radicals[J].Bioorg Med Chem Lett,2015,25(5):1146— 体。该脂质体在电镜下观察为圆形小球,用粒径测 1150. 定仪测定的粒径约为200 nm,Zeta电位约为一20~ (收稿日期:2014—12-08) 一40 mV。硫酸铵梯度法制备的DOX脂质体的包封率 编辑陈瑞芳 

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